ANALISA KERUSAKAN PADA ATAP ZINCOATING DI LINGKUNGAN ATMOSFER INDUSTRI

  

ANALISA KERUSAKAN PADA ATAP ZINCOATING DI

LINGKUNGAN ATMOSFER INDUSTRI

Moch. Syaiful Anwar, Cahya Sutowo, Andika Widya Pramono, Budi Priyono, Ronald

Nasoetion

  Pusat Penelitian Metalurgi

• – LIPI Kawasan Puspiptek Serpong, Gedung 470, Tangerang 15314

  E

• – mail : msyifulan04@gmail.com

  

Masuk tanggal : 10-09-2012, revisi tanggal : 05-11-2012, diterima untuk diterbitkan tanggal : 19-11-2012

  Intisari

ANALISA KERUSAKAN PADA ATAP ZINCOATING DI LINGKUNGAN ATMOSFER INDUSTRI.

  

Telah terjadi kerusakan pada atap salah satu pabrik di Kawasan Industri di Bekasi. Atap tersebut telah

dilindungi oleh lapisan zinccoating. Namun, setelah pemakaian selama 16 bulan, atap tersebut telah

mengalami kerusakan. Bentuk kerusakannya adalah deposit berwarna kecoklatan tebal dan tipis yang

menempel pada atap tersebut. Pada tulisan ini, analisa kerusakan yang dilakukan antara lain pemeriksaan

visual, SEM-EDAX, metalografi, uji kerapatan deposit, dan analisa laju korosi. Hasil menunjukkan bahwa

warna kecoklatan yang menempel pada atap tersebut disebabkan karena adanya deposit besi oksida dari

udara. Adanya deposit tersebut mengakibatkan terjadi korosi galvanik antara deposit besi oksida dengan

zinccoating . Laju korosi terbesar ditemukan pada atap dengan deposit warna kecoklatan tebal.

  Kata kunci : Atmosfer industri, Atap, Zincoating, Korosi galvanik, Deposit, Analisa kerusakan

  Abstract

  

DAMAGE ANALYSIS OF ZINCOTED ROOF IN THE INDUSTRIAL ATMOSPHERIC. There has been

damage to the roof of a factory in Industrial Area in Bekasi. The roof has been coated by a zincoating.

  

However, after 16 months of usage, the roof has been damaged. The form of damage is thick and thin

brownish deposits that stick on the roof. In this paper, the analysis of the damage include visual inspection,

SEM-EDAX, metallography, test of deposit density, and analysis of the corrosion rate. The results showed

that the color brown that sticks to the roof caused by the deposit of iron oxide from the air. The existence of

deposits resulted in galvanic corrosion between iron oxide deposit and zincoating layers. Greatest corrosion

rate was found in the roof with a thick brownish deposits.

  Keywords : Industrial atmospheric, Roof, Zincoating, Galvanic corrosion, Deposits, Analysis of damage

PENDAHULUAN Zinc (seng) merupakan suatu material

  yang paling penting dalam Salah satu pabrik di Kawasan Industri mengendalikan korosi pada baja di di kota Bekasi selesai dibangun pada lingkungan atmosferik. Baja terlapis seng bulan Desember 2008. Bangunan tersebut telah dipakai di dalam bangunan, menggunakan atap yang terlapisi oleh konstruksi bodi motor, kontainer, dan material zinc (seng). Pada bulan April lain-lain. Seng memiliki sifat tahan korosi 2010 telah ditemukan adanya kerusakan meskipun terekspos pada kelembaban pada atap bangunan pabrik. Bentuk tinggi. Pada kelembaban relatif 99 % kerusakannya adalah deposit berwarna nilai laju korosi pada seng sebesar 0,007

  2

  kecoklatan tebal dan tipis yang menempel g/m /hari. Tetapi suatu produk korosi pada atap tersebut. yang higroskopis dapat terbentuk di atas

  Majalah Metalurgi, V 27.3.2012, ISSN 0216-3188/ hal 225-230

  Pada titik VII sampel 1 (satu) dan sampel 2 (dua) masing-masing dipotong sesuai ukuran standard uji kemudian dilakukan pengujian sebanyak 3 (tiga) kali pengulangan. Pengujian tersebut antara lain: uji SEM-EDAX dan XRD dilakukan pada penampang permukaan sampel, uji mikroskop optik

  Deposit tipis (a) (b)

  Unsur (%berat) Deposit tebal Deposit tebal

  7 0,25

  6 0,01 3 0,04

  1 0,01 4 0,01

  Fe 0,09 1 0,37

  C Mn Si P S Al Impuritis

  , dan laju korosi pada penampang permukaan sampel.

  zinccoating (lapis seng) [6-7]

  pada penampang melintang sampel, uji kerapatan

  [4-5]

  Gambar 2. Titik pengamatan (a) sampel 1 dan (b) sampel 2 di titik VII

  permukaan seng baru yang basah kecuali disimpan di dalam ruangan dengan kelembaban (humidity) rendah pada beberapa minggu

  Berdasarkan pengamatan visual, titik pengamatan berada pada titik VII sampel 1 diambil pada bagian warna kecoklatan tebal dan tipis, sedangkan titik VII sampel 2 hanya diambil pada bagian warna kecoklatan tipis. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.

  Gambar 1. Lokasi pengambilan sampel Prosedur Pengujian

  Titik pengambilan sampel atap yang rusak adalah di titik VII sampel 1 (satu) dan titik VII sampel 2 (dua) sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.

  Tabel 1. Komposisi kimia material substrat atap Titik Pengambilan Sampel Atap

  Material substrat yang digunakan pada atap ini adalah baja karbon rendah. Komposisi kimia material ini dapat dilihat pada Tabel 1.

  PROSEDUR PERCOBAAN Material

  Pada tulisan ini bertujuan untuk menganalisa dan membahas kerusakan yang terjadi pada atap tersebut. Analisa kerusakan yang dilakukan antara lain pemeriksaan visual, SEM-EDAX, metalografi, uji kerapatan deposit, dan analisa laju korosi.

  [3] .

  Banyak variabel yang mempengaruhi sifat dari proses korosi atmosferik. Kelembaban relatif, temperatur, konten sulfur dioksida, konten hidrogen sulfida, klorida, curah hujan, debu, posisi logam yang terekspos udara, dan lokasi geografis logam tersebut

  [2] .

  Korosi atmosferik merupakan salah satu bentuk korosi yang paling mudah dilihat oleh mata dibandingkan dengan bentuk korosi lainnya, misalnya jembatan berkarat, tiang bendera berkarat, bangunan, dan monumen outdoor

  [1] .

9 Bal.

  HASIL DAN PEMBAHASAN Uji SEM-EDAX

  Gambar 3 menunjukkan hasil uji SEM (scanning electron microscope) pada sampel 1 kecoklatan tebal dan tipis.

  Pada sampel 1 kecoklatan tebal memiliki deposit lebih rapat daripada sampel 1 kecoklatan tipis. Adanya deposit tersebut disebabkan karena adanya pengotor dari udara yang menempel di atas atap.

  (a)

  Gambar 3c menunjukkan hasil uji SEM pada sampel 2 kecoklatan tebal. Sampel 2 kecoklatan tebal memiliki bentuk deposit berbeda dengan bentuk deposit sampel 1 kecoklatan tebal. Hal ini disebabkan karena perbedaan lokasi antara sampel 1 dan 2.

  Pada Tabel 2 menunjukkan hasil uji EDAX dari unsur-unsur yang terkandung di dalam deposit sampel 1 dan 2. Pada tabel tersebut menunjukkan adanya unsur pengotor yang berasal dari udara.

  Pada sampel 1 unsur pengotornya

  (b)

  adalah C, O, Al, Si, Na, S, K, P, Ca, Mn, dan Mo dan Fe. Pada sampel 1 deposit tebal unsur dominan adalah Fe=28,76%, O=29,60% dan Zn=16,26%, sedangkan pada sampel 1 deposit tipis unsur yang dominan adalah Fe=12,38%, O=33,96%, dan Zn=34,32% (Tabel 2). Pada sampel 2 unsur pengotornya adalah C, O, Al, Si, S, Ca, dan Fe. Sampel 2 (dua) deposit tebal unsur yang dominan adalah Fe=34,55%, O=27,60% dan Zn=27,91% (Tabel 2).

  (c) Gambar 3. Foto hasil SEM pada permukaan atap dengan pembesaran 100 μm (a) sampel 1 deposit tebal, dan (b) sampel 1 deposit tipis, dan (c) sampel 2 deposit tebal

  

Analisa Kerusakan pada

| 227

  …../ Moch. Syaiful Anwar Karena relatif banyaknya unsur-unsur pengotor yang berasal dari udara mengakibatkan terjadinya deposit di atas permukaan atap yang didominasi oleh besi oksida dengan tingkat oksidasi yang berbeda-beda sehingga menjadikan degradasi perubahan warna pada atap dan hal ini dapat menginisiasi terjadinya kerusakan lapisan Zn yang ditunjukkan dengan adanya penurunan kadar Zn pada

  Gambar 4. XRD atap yang terdeposit

  sampel deposit tebal dibandingkan dengan sampel deposit tipis (Tabel 2).

  Hasil Metalografi Uji XRD (X-Ray Diffaction)

  Gambar 5 menunjukkan struktur mikro pada sampel atap baru dan sampel atap Gambar 4 menunjukkan hasil uji XRD yang rusak (sampel 1 deposit tebal dan pada sampel atap yang terdeposit. Pada tipis, dan sampel 2 deposit tebal). Pada gambar tersebut menunjukkan intensitas gambar tersebut, sampel atap baru senyawa didominasi oleh senyawa ZnO, menunjukkan lapisan zinc yang merata, FeO, dan Zn. Adanya senyawa besi oksida sedangkan pada sampel atap rusak yang berdeposit di atas permukaan atap menunjukkan lapisan zinc yang tidak rata tersebut mengakibatkan terjadinya korosi lagi. galvanik. Korosi galvanik ini dapat terjadi ketika ZnO dan Zn yang memiliki potensial lebih negatif dari pada besi

  zincoating zincoating

  oksida saling kontak di udara mengakibatkan Zn terkorosi.

  substrat substrat Tabel 2. Hasil uji EDAX sampel 1 dan 2

  (a) (b) sampel 1 (%berat) sampel 2 (%berat) Unsur deposit tebal deposit tipis deposit tebal zincoating

  C 14,72 12,59 8,26 zincoating

  O 29,6 33,96 27,6 Al 3,62 0,96 3,11 Si 8,52 14,3 2,91 substrat substrat

  Na - 1,25 - S 0,53 0,82 0,44 (c) (d)

• K 0,91

  Gambar 5. Struktur mikro sampel atap dengan P 0,71 0,87 - mikroskop optik dengan etsa larutan nital (a)

  Ca 0,89 0,8 1,32 sampel atap baru, (b) sampel 1 deposit tebal, (c)

• Mn 8,21 sampel 1 deposit tipis, (d) sampel 2 deposit tebal
• Mo - 1,29 Fe 28,76 12,38 34,55

  Berdasarkan Gambar 5, lapisan

  Zn 16,26 34,32 27,91

  zincoated pada sampel baru memiliki ketebalan rata

• – rata 16 µm. Sampel 1 deposit tebal dan tipis menunujukkan ketebalan minimal 5 µm dan 10 µm. Dan pada sampel 2 deposit tebal menunjukkan ketebalan minimal 7 µm. Sehingga pada

  Majalah Metalurgi, V 27.3.2012, ISSN 0216-3188/ hal 225-230

  Tabel 4. Laju korosi atap zinccoating pada sampel

  sampel 1 deposit tebal mempunyai

  atap baru dan sampel atap terdeposit

  ketebalan lapisan zinccoating paling tipis dibandingkan dengan sampel 1 deposit

  kerapatan Kerapatan Corrosion

  tipis dan sampel 2 deposit tebal. Penipisan

  zinccoating Laju korosi zinccoating Category

  pada lapisan zinccoating ini disebabkan ₂ yang hilang _{2 2} karena terkikisnya lapisan zinc oleh

  ISO 9223 (g/m ) (g/m ) (g/m /years)

  proses korosi galvanis antara ZnO dengan

  Sampel atap baru 184 FeO. Sampel 1 : #deposit tebal 166

  18 13,5 C3: Moderate #deposit tipis 177 7 5,25 C3: Moderate

  Uji Kerapatan Atap Zinccoating Sampel 2 171 13 9,75 C3: Moderate

  Tabel 3 menunjukkan hasil uji Dengan waktu pemakaian atap selama kerapatan zinccoating pada sampel atap

  16 bulan maka laju korosi mulai terbesar baru dan sampel atap yang terdeposit. sampai terkecil ditemukan pada sampel 1

  Nilai kerapatan zinccoating pada sampel

  2

  2

  deposit tebal sebesar 13,5 g/m /years, atap baru sebesar 184 g/m . Sampel 1

  2

  sampel 2 sebesar 9,75 g/m /years, dan deposit tebal mengalami penurunan berat sampel 1 deposit tipis sebesar 5,25 lapisan sebesar 10 % dari sampel baru.

  2

  g/m /years. Menurut ISO 9223 laju korosi Sampel 1 deposit tipis mengalami yang dialami oleh atap zinccoating masuk penurunan berat lapisan sebesar 4 % dari

  [8] k .

  edalam kategori ‘moderate’ sampel baru. Sampel 2 deposit tebal mengalami penurunan berat lapisan

  KESIMPULAN

  sebesar 7 % dari sampel baru. Jadi dapat disimpulkan bahwa sampel 1 deposit tebal Berdasarkan hasil pengujian dan terjadi penipisan lapisan zinccoating lebih pembahasan maka dapat diambil besar daripada sampel lainnya. kesimpulan sebagai berikut: 1.

  Penyebab utama warna kecoklatan

  Tabel 3. Uji kerapatan zinccoating pada sampel

atap baru dan sampel atap terdeposit pada atap zinccoating adalah adanya

_{2 2} pengotor atau deposit yang didominasi

  Sampel atap baru sampel 1 (g/m ) sampel 2 (g/m ) ₂

  oleh besi oksida. Besi oksida yang

  deposit tebal deposit tipis deposit tebal berasal dari udara memiliki tingkat (g/m )

  oksidasi yang berbeda-beda ketika

  184 166 177 171 menempel pada permukaan atap.

  2. Laju Korosi Atap Zinccoating Kandungan deposit didominasi oleh senyawa besi oksida.

  3. Adanya senyawa besi oksida di dalam Tabel 4 menunjukkan hasil perhitungan kandungan deposit mengakibatkan laju korosi atap zinccoating. terjadinya korosi galvanik pada permukaan atap yang terekspos udara, yang mengakibatkan lapisan zinccoating terkorosi.

  4. Laju korosi lapisan zinccoating yang terjadi pada sampel 1 deposit tebal,

  2

  sebesar 13,5 g/m /years, lebih tinggi dari pada sampel 1 deposit tipis (5,25

  2

  g/m /years) dan sampel 2 deposit tebal

  2 (9,75 g/m /years).

  

Analisa Kerusakan pada

| 229

  …../ Moch. Syaiful Anwar

DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT PENULIS

  [1]

  Moch. Syaiful Anwar lahir di Surabaya

  Ahmad Zaki. 2006. Principle of

  20 Maret 1985. Latar pelakang penulis

  corrosion engineering and corrosion st

  adalah post graduate. Penulis menerima

  control . Edition 1 . Butterworth-

  gelar Magister Sains di program studi heinemann. UK. page 569. Materials Science di Universitas

  [2] R.R. Pierre. 2008. Corrosion Indonesia Jakarta pada bulan Juli 2012.

  Engineering Principles and

  Beliau bekerja di Pusat Penelitian

  Practice . McGrawHill. USA. page

  Metalurgi LIPI sejak tahun 2008 sampai 329 sekarang. Posisi penulis saat ini adalah Kandidat Peneliti. [3]

  Schweitzer P.A. 2007. Fundamentals

  of Metallic Corrosion . Second Edition. Taylor & Francis Group.

  page 39. [4] Handbook.1992.

  ASM-Metal Metallography and Microstructures .

  Vol. 9. American Society for Metal, Metals Park. Ohio. [5]

  American Standart Testing of Material E 407. 1993. Standard

  Practice for Microetching Metals and Alloys .

  [6] American Standart Testing of

  Material B 487. 1985. Standard Test

  Method for Measurement of Metal and Oxide Coating Thickness by Microscopical Examination of a Cross Section .

  [7] Japanese Industrial Standards H

  0401. JIS H 0401. [8]

  ISO 9223:1992. Corrosion of metals

  and alloy - Corrosivity of atmospheres

• – Classification.

  Majalah Metalurgi, V 27.3.2012, ISSN 0216-3188/ hal 225-230